Um mundo para conhecer os números. dossiês

Transcrição

1 Notas sobre a História da Estatística Maria João Ferreira # Isabel Tavares O Inquérito Estatístico Maria João Ferreira # Pedro Campos Estatística Descritiva com Excel Luísa Canto e Castro Loura # Maria Eugénia Graça Martins Representações gráficas Ana Alexandrino da Silva Estatística com R Pedro Campos # Rita Sousa dossiês Um mundo para conhecer os números DIRECÇÃOREGIONALDEEDUCAÇÃODONORTE Escola Secundária de Tomaz Pelayo

2 Um mundo para conhecer os números

3 um mundo para conhecer os números # pág. 2 Ficha Técnica Título Um mundo para conhecer os números Editores Instituto Nacional de Estatística, I.P. Av. António José de Almeida Lisboa Portugal Escola Secundária Tomaz Pelayo Rua Prof. Doutor Fernando Pires de Lima Santo Tirso Portugal Direcção Regional de Educação do Norte Rua António Carneiro, Porto Portugal Design, Composição e Impressão Instituto Nacional de Estatística, I.P. Tiragem 300 exemplares ISBN Depósito Legal /09 Periodicidade Irregular INE, I.P., Lisboa Portugal, 2009* A reprodução de quaisquer páginas desta obra é autorizada, excepto para fins comerciais, desde que mencionando o INE, I.P., como autor, o título da obra, o ano de edição e a referência Lisboa-Portugal.

4 Índice Notas sobre a História da Estatística pág.07 O Inquérito Estatístico pág.41 Estatística Descritiva com EXCEL pág.73 Representações Gráficas pág.155 Estatística com R pág.187

5 um mundo para conhecer os números # pág. 4 Este trabalho contém uma compilação de cinco dossiês publicados no ALEA. A lista completa de dossiês disponíveis, até agora, na área Dossiês & Recursos do ALEA, é a seguinte: I - População e Demografia: População e Demografia - Quantos somos e como somos? II - Ambiente e Recursos III - A Inflação e o Índice de Preços no Consumidor IV - Estatística com Excel V - Censos «Tu Também Contas!» VI - Notas sobre a História da Estatística VII Probabilidades com Excel VIII Números do Cinema IX Representações Gráficas X EuropALEA - Uma visão Estatística da Europa : dos 6 aos 28 XI Inquérito Estatístico XII- Software Estatístico XIII Estatística Descritiva com Excel Complementos XIV Estatística com R - Uma iniciação para o Ensino Básico e Secundário Estes recursos, assim como outros conteúdos (cursos, informação estatística, jogos, anedotas, etc.), podem ser consultados na página do ALEA em Visite o ALEA. Um mundo para conhecer os números.

6 pág. 5 Prefácio O ALEA faz 10 anos. E 10 anos notáveis. Estão de parabéns os seus responsáveis e colaboradores. Estão de parabéns a Escola Secundária Tomaz Pelayo, o Instituto Nacional de Estatística e a Direcção Regional de Educação do Norte, instituições que são o sustentáculo deste projecto. Está também de parabéns a supervisora científica, Profª Doutora Maria Eugénia Graça Martins. Mas estão principalmente de parabéns todos os seus utilizadores, quer sejam alunos ou professores dos Ensinos Básico e Secundário, aos quais o projecto principalmente se dirige, quer sejam cidadãos interessados em melhorar a sua literacia estatística. O ALEA assume-se efectivamente como um projecto ao serviço da literacia estatística, indispensável nos nossos dias ao exercício pleno da cidadania. De facto, não basta ao cidadão dispor de informação, não lhe basta dispor também de informação estatística, é necessário ainda que ele saiba compreender e interpretar essa informação e a saiba utilizar na tomada de decisões úteis, quer na sua vida pessoal quer na sua intervenção na sociedade. A literacia estatística é assim um instrumento poderoso ao serviço da qualidade da democracia. O ALEA é um exemplo vivo do que podem fazer a vontade e a determinação de alguns quando postas ao serviço da comunidade. Quem visita a página web do ALEA fica encantado com o que lá vê e seguro de que este projecto

7 um mundo para conhecer os números # pág. 6 é um instrumento muito útil para a melhoria da qualidade do ensino da Estatística em Portugal (e noutros países, quer de língua portuguesa, quer outros, já que a página tem uma versão em língua inglesa). A qualidade do projecto é notável e isso mesmo foi reconhecido a nível internacional, tendo o ALEA sido galardoado em 2007 com o Prémio Best Cooperative Project Award que, pela primeira vez, o International Statistical Literacy Program (ISLP) atribuiu. Note-se que o ISLP é um projecto da International Association for Statistical Education, a secção de educação estatística do centenário International Statistical Institute. Curiosamente, a 56ª Sessão do International Statistical Institute (reunião científica internacional que decorre de dois em dois anos) teve lugar em 2007 em Lisboa. Portugal está assim a afirmar-se internacionalmente na área da Estatística, quer nos aspectos científicos, quer também, através do ALEA, nos aspectos educativos. E obviamente, o progresso científico na área da Estatística só é sustentável se estiver assente numa educação estatística de qualidade. Daí a Sociedade Portuguesa de Estatística (SPE), a que tenho a honra de presidir, se preocupar não apenas com o desenvolvimento científico, mas também com o progresso educativo, com iniciativas várias, de que destacamos os Prémios Estatístico Júnior. É, pois, com grande satisfação que registamos o valioso trabalho desenvolvido pelo ALEA. Mas não contente com tão valiosos contributos, o ALEA oferece-nos agora esta publicação comemorativa do seu 10º aniversário. Ela contém 5 dossiers dos muitos mais produzidos pelo ALEA. Os temas versados são: O Inquérito Estatístico (com importantes considerações metodológicas e práticas de como organizar e interpretar inquéritos estatísticos), Estatística com R (que nos ensina a utilizar este software livre para os cálculos e gráficos estatísticos), Notas sobre a História da Estatística (desde os primórdios à actualidade, não esquecendo a Estatística em Portugal), Representações Gráficas (atraentes e facilmente compreensíveis e bem sabemos que uma boa imagem vale mais do que 1000 palavras) e Estatística Descritiva com EXCEL (que põe ao alcance de todos os cálculos básicos e os gráficos estatísticos). Foram temas muito bem escolhidos e muito bem desenvolvidos, agora postos em forma de livro, já que não só de internet vive o homem e é muito mais agradável ler e estudar num livro do que num ecrã. Parabéns por mais esta utilíssima iniciativa, que, além do tudo o mais, tem um grafismo muito atraente. E é aqui uma boa oportunidade para registar o importante apoio que o INE tem prestado a muitas iniciativas que visam o desenvolvimento científico e educacional da Estatística em Portugal e de que a SPE tem frequentemente beneficiado. Mais uma vez o País conta com o apoio do INE, agora nesta publicação. O seu lançamento vai decorrer na cerimónia de abertura do XVII Congresso Anual da SPE. Que excelente ocasião para sentar à mesma mesa três aliados ao serviço da Estatística em Portugal: a SPE, o INE e o ALEA. Para o leitor apenas um voto que certamente se cumprirá, o de que desfrute este livro com prazer e proveito. Carlos Braumann (Presidente da Sociedade Portuguesa de Estatística)

8 pág. 7 Notas sobre a História da Estatística Maria João Ferreira # Isabel Tavares com a colaboração da Prof.ª Doutora Maria Antónia Amaral Turkman

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10 pág. 9 # Notas sobre a história da estatística Notas sobre a História da Estatística Maria João Ferreira # Isabel Tavares Sumário: 1. Introdução 2. As Civilizações Antigas 2.1. Introdução 2.2. As Civilizações Antigas e os Censos A Grécia Antiga A Antiga Civilização Egípcia Os recenseamentos e a Estatística de massa Israel e os Números A Máquina de Recensear Chinesa O Japão até a Tokugawa Um Tratado de Recenseamento na Índia Antiga O Recenseamento em Roma As Estatísticas na Era de Cristo 3. Até à Idade Moderna 3.1. As Estatísticas e os Jogos de Azar 3.2. O Início das Probabilidades A curiosidade do passe-dix 3.3. O Desenvolvimento da Estatística 4. A Estatística nos Dias de Hoje 4.1. Introdução 4.2. A Estatística no Estudo da Hereditariedade Humana Lei da Regressão para a mediocridade 4.3. De Karl Pearson a Ronald Fisher 4.4. Andrei Nicolaevitch Kolmogorov 4.5. O Século XX Berço das Aplicações da Estatística Análise Exploratória de Dados 4.6. Tendências para o Futuro 5. A Estatística em Portugal 5.1. Portugal e a Estatística: os Números e a História 5.2. Os Recenseamentos em Portugal 5.3. O Ensino da Estatística em Portugal Estatística no Secundário 5.4. O INE e o Sistema Estatístico Nacional 6. Ver Também

11 um mundo para conhecer os números # pág Introdução Este dossiê inclui os factos considerados mais importantes da história da Estatística e das Estatísticas, desde as Antigas Civilizações até aos nossos dias. Alguns cientistas também são aqui mencionados, não todos, mas sim aqueles que deram um maior contributo para o desenvolvimento da Estatística. No último capítulo é apresentado um pouco da evolução da Estatística no nosso país. No final, a rubrica Ver Também contém ligações para outros estudos de interesse relacionados com as temáticas em causa (publicações e páginas na internet). 2. As Civilizações Antigas 2.1 Introdução Desde o começo da civilização que a Estatística tem estado sempre presente: nos primórdios mais oculta e na actualidade mais visível. Contar, enumerar e recensear sempre foi uma preocupação permanente em todas as culturas. Em civilizações como a antiga Grécia, Roma, Egipto, Israel, Índia, Japão, China, etc, o Estado tinha necessidade de conhecer a sua população, tanto a nível económico como a nível social. Os Imperadores da altura ordenavam os recenseamentos da população com vista à cobrança de impostos e ao recrutamento militar, pois as guerras eram constantes e havia necessidade de conseguir jovens rapazes para serem treinados fisicamente para a guerra. Nas civilizações antigas quem não respondesse aos Censos era punido com a morte.

12 pág. 11 # Notas sobre a história da estatística Estes recenseamentos não podem ser comparados com os da actualidade, pois não assentavam em princípios estatísticos credíveis ou não eram feitos exaustivamente. Pode dizer-se contudo que o princípio da Estatística começou com estas sociedades, não como hoje é conhecida entre nós mas de uma maneira mais simples e rudimentar. 2.2 As Civilizações Antigas e os Censos A Grécia Antiga (2100 a.c. a 146 a.c.) cada nascimento se oferecia à sacerdotisa de Atenas uma medida de frumento (uma espécie de trigo candial), e em cada falecimento uma medida de cevada. Além disso, todos os jovens quando atingiam a idade de 18 anos eram inscritos na qualidade de cidadãos e eram colocados na lista de homens em estado de apresentar armas. Até esta idade, somente estudavam aritmética, literatura, música, escrita e educação física. As jovens não recebiam qualquer educação formal, mas aprendiam os ofícios domésticos e os trabalhos manuais com as mães. É através destas descrições feitas por historiadores que conseguimos aperceber-nos dos primeiros recenseamentos efectuados nas antigas civilizações. Também é sabido que os estrangeiros eram recenseados, através do seu tributo particular que era cobrado por cabeça. É curioso constatar que no quadro descritivo de Atenas, já Aristóteles descrevia não só a situação de uma cidade ou de um país por si só, do ponto de vista do governo, da justiça, das ciências e das artes, dos museus e dos costumes, mas também por comparação com outros Estados. Deste modo, podemos observar nesta parte da obra de Aristóteles, o princípio da Estatística Descritiva. Estatística Descritiva: A Grécia Antiga abrangia um vasto território. Era formada por um conjunto de cidades-estado, politicamente autónomas, possuindo em comum os costumes e a língua. No século V a.c. entre estas cidades sobressaía Atenas. A sua cultura era a mais brilhante de todas as cidades gregas, em particular nas artes, no teatro, na história e na filosofia. Também possuía o governo mais democrático de todas as cidades gregas. Além de Atenas destacavam-se as cidades de Esparta e Corinto. Como se refere em Bedarida et al, 1987, Atenas era a cidade grega que melhor conhecia a sua população. Aristóteles dá-nos a conhecer que em Estudo descritivo de dados de uma amostra (ou de uma população) em que se resume toda a informação recolhida em gráficos e tabelas, calculando algumas das suas características, por exemplo a moda, a média, frequências, etc A Antiga Civilização Egípcia (5000 a 30 a.c.) A cultura egípcia é uma das mais antigas e mais duradouras, com uma duração de quase cinco milénios. Beneficiou de uma abundância de boas terras, de recursos minerais próximos e de uma boa posição estratégica.

13 um mundo para conhecer os números # pág. 12 a indicação do nome do pai e da mãe de cada ocupante. No tempo de Amasis II (Século VI a.c.) todos os indivíduos tinham de declarar todos os anos ao governo da sua província (incorrendo na pena de morte, caso não o fizessem) a sua profissão e suas fontes de rendimento. Recenseamento: Estudo de um universo de pessoas, instituições ou objectos físicos com o objectivo de obter conhecimentos quantitativos acerca das características importantes dessa população. Localização O EGIPTO antigo ocupava quase a mesma área que o Egipto actual ocupa hoje. A sua civilização, muito perto do Rio Nilo, era cercada quase completamente pelo deserto Os recenseamentos e a estatística de massa Se o cálculo remonta às mais antigas comunidades humanas, a estatística de massa teve início com os grandes Impérios da Antiguidade, preocupados em administrar os seus bens, os seus homens, as suas armas e as suas imensas obras públicas. Esta enumeração presume uma organização complexa e uma forte estrutura administrativa. Mas os recenseamentos já eram praticados por uma das mais antigas civilizações conhecidas: o Egipto, provocado em parte por falta de mão de obra ligada à construção das pirâmides. Um registo de Pierre de Palerme datado de 2900 A.C. fez, de facto, alusão ao recenseamento de pessoas. No período de 2700 a 2500 A.C., já existiam recenseamentos bianuais, depois anuais, sobre os diferentes bens que tinham como destino a fiscalização. Por volta de 1900 A. C., são estabelecidas as listas dos familiares dos soldados; estas informações destinavam-se ao uso fiscal e militar. Em meados de 1200 A.C. apareceram as listas das casas, dos chefes de família e seus parentes, com Os antigos egípcios acreditavam que poderiam comunicar com os deuses através do rei. O rei tinha poder absoluto, dirigia o governo, o comércio e a política externa, aplicava as leis e conduzia o exército. Todos os trabalhadores pagavam impostos, calculados a partir de uma percentagem de sua produção. Além disso, cada casa tinha que disponibilizar um trabalhador por várias semanas em cada ano para a realização de obras públicas. As pirâmides provavelmente foram construídas por trabalhadores que contribuíam com os seus serviços anuais. De facto, o rigor da sua construção e as suas dimensões implicavam uma organização de trabalho humano nunca antes demonstrada em nenhuma outra civilização. Ora, a administração deste Estado, constituída essencialmente pelos numerosos «escribas», só era possível graças a um grande número de funcionários muito eficazes e. Estes usavam caracteres hieroglíficos que apareceram na Fenícia no ano 3000 a.c., escritos a partir de imagens e que vigoraram até ao fim do Império Egípcio.

14 pág. 13 # Notas sobre a história da estatística Israel e os Números (1700 a.c. a 70 d.c) As pessoas confundem os termos Hebreu, Judeu e Israelita. Os Hebreus são os primeiros judeus, os primeiros habitantes da Terra de Israel, aqueles que usaram pela primeira vez a língua hebraica. O termo tem um sentido mais étnico e tribal do que religioso. Quanto a israelitas e judeus, fazia-se uma distinção no período entre os séculos X e VIII a.c., quando dez tribos se estabeleceram no norte da Terra Santa (Reino de Israel) e duas no sul (Reino de Judá). Hoje, porém, os dois termos são sinónimos. Em Pour une Histoire de la Statistique (Bedarida et al, 1987), refere-se que a atitude dos Hebreus relativamente aos censos contribuiu, largamente, para modelar a opinião ocidental durante quase 2000 anos. O legado cultural hebreu foi importante para a formação de vários traços da cultura ocidental, pois a produção cultural hebraica está ligada com a sua vida religiosa. Dos hebreus guardamos também sua cultura e a crença em um Deus único, Criador de todo o Universo e de todas as coisas. Boa parte da Bíblia foi escrita por eles. Deste modo, a história do povo hebreu não pode ser dissociada da história da sua religião, pois o que sabemos sobre o povo Hebreu deve-se sobretudo às informações da Bíblia, principalmente do Antigo testamento. Assim sendo, a referida obra chama a atenção para um facto curioso a observar, que é a atitude ambígua, hesitante e contraditória que reporta a Bíblia. Na maior parte das vezes, os recenseamentos eram tidos como sacrílegos porque se declaravam contra o segredo da vida e da criação, do qual Deus era o único detentor. É claro que aqui como noutros lugares, a população receava ver-se recenseada para fins fiscais e militares, e parecialhes, por outro lado, que fazer inventários da sua riqueza, tanto de homens como de bens, podia trazer desgraça. Por todas estas razões, os recenseamentos não parecem ser admissíveis senão quando ordenados pelo próprio Deus. E além disso, são por vezes atribuídos a Satanás, o que parece ser o único meio para explicar os males que lhes aconteciam, como se as vidas recenseadas não pudessem ser resgatadas e para sempre ficassem condenadas. Segundo os hebreus antigos, os recenseamentos não parecem ser admissíveis senão quando ordenados pelo próprio Deus. E além disso, são por vezes atribuídos a Satanás, o que parece ser o único meio para explicar os males que lhes aconteciam, como se as vidas recenseadas não pudessem ser resgatadas e para sempre ficassem condenadas.

15 um mundo para conhecer os números # pág. 14 O recenseamento ordenado por Deus em Sinai é relatado em duas passagens, no livro de Moisés ao qual foi dado o nome de «Números». Iavé impôs a Moisés no deserto de Sinai: «fazei o recenseamento geral de toda a comunidade dos filhos de Israel, clã por clã, família por família» (Números, 1, 2). No livro do Êxodo (30, 12-15), está escrito que, quando Moisés fez o recenseamento daqueles que deviam ser numerados, «cada um deveria pagar a Iavé para redenção da sua vida, para que esse recenseamento não lhe trouxesse calamidades». Iavé exigia homenagens e oferendas exclusivas em sua honra, e, em troca, seria o Todo-Poderoso protector do povo hebreu A máquina de recensear Chinesa Localização A CHINA localiza-se no extremo sul do continente asiático. O País é cortado por grandes rios: rio Amarelo e Azul, que com outros rios, Branco e Vermelho, formam longos vales que fertilizam os campos do coração da China. No Extremo Oriente também se desenvolveram civilizações antigas perfeitamente acostumadas com a prática dos recenseamentos. Os registos históricos mais antigos dizem-nos que o primeiro recenseamento foi realizado no ano 2238 a.c., pelo primeiro imperador da China, Yu ou Yao. O regime chinês desejava conhecer com exactidão o número de habitantes, a fim de poder repartir o território, de distribuir as terras, estabelecer os rolos de pergaminho de impostos e de proceder ao recrutamento militar. Foram vários os recenseamentos efectuados na China: Os recenseamentos ligados a um sistema de recrutamento (época da dinastia dos Han, 200 a.c. 200 d. C.). O Estado, como meio de centralização, procura avaliar o número de soldados disponíveis para as guerras e para o trabalho público. Os recenseamentos ligados ao sistema de distribuição das terras (do terceiro reino à quinta dinastia: d.c.). Para encorajar a produção agrícola e restringir os grandes domínios o soberano redistribui, com efeito, as terras em troca de serviços e de pagamentos em prazos fixos e surge a necessidade de conhecer a dimensão e a composição das famílias. De 960 a 1368 d.c. os recenseamentos têm como objectivo principal a fiscalização. A noção de família ainda prevalece. Na época de Ming ( d.c.), funciona o que M. Cartier chamou de uma «admirável máquina» de recenseamento. Até ao fim da dinastia, procede-se à redacção dos «registos de cartas» da população. Estes registos continham o nome, a profissão, o sexo e a idade.

16 pág. 15 # Notas sobre a história da estatística A partir do 1644 d.c.(ching) houve um período de registos para a policia, destinados a vigiar a deslocação dos habitantes e a despistar os indivíduos pouco recomendáveis. Em 1741 são modificados os métodos de estimação. Em 1975, vigorou o sistema pao-chia, que exigia a aposição em todas as casas de um cartaz indicando o número de ocupantes, o sexo, a idade, a profissão e o montante dos seus tributos. Este sistema permitiu obter séries demográficas desde 1750 a Em suma, durante um longo período, o imenso império Chinês esforçou-se por se recensear apesar das dificuldades com uma paciência comparável ao rigor científico dos Estados modernos O Japão até a Tokugawa Localização O JAPÃO localiza-se no extremo leste da Ásia sendo formado por quatro ilhas principais e 3 mil ilhas mais pequenas. O país está exposto a terramotos e erupções vulcânicas. É a segunda potência económica mundial. O Japão parece ter conhecido os recenseamentos numa época bem remota da história, mas os resultados desses recenseamentos não foram divulgados. O primeiro surgiu no ano de 86 a.c., no tempo do imperador Soujin. As actividades da população, nesse tempo, eram registadas de modo a permitir examinar a sua evolução. A meio do século VII a.c a reforma de Taika que visava submeter toda a população a um tributo coincide com a redistribuição das terras, o que necessitava do estabelecimento de um cadastro e de registos de direitos civis revistos todos os 6 anos. As famílias eram recenseadas pela casa da câmara e arquivadas em função dos seus recursos, com distinção do sexo e do grupo etário. Este recenseamento não tinha somente como objectivo a tributação de impostos, mas também facilitar o recrutamento militar e o trabalho forçado.

17 um mundo para conhecer os números # pág. 16 Segundo este livro, no tempo dos Tokugawa (séculos XVII-XIX), no fim do século XVII (1665), efectuaram-se recenseamentos locais. Em 1721, procedeu-se ao primeiro recenseamento geral, operação que deveria ser repetida de 6 em 6 anos. Neste recenseamento eram excluídas certas categorias da população, assim como os nobres, os habitantes mais pobres ou as crianças com menos de 15 anos. Como é evidente, este registo comportava um certo número de lacunas. Daí se compreende a grande ansiedade que os Japoneses tinham pelo desenvolvimento da demografia Um tratado de recenseamento na Índia Antiga Localização A INDIA é um país situado a sul da Ásia, com forma de losango. É limitado a Norte pela China, Nepal e Butão; a Este por Myanmar; a Noroeste pelo Paquistão; e a Sudeste, Sul e Sudoeste pelo oceano Índico. Um outro exemplo, muito conhecido, de interesse demonstrado pelos impérios asiáticos na enumeração da sua população é o tratado redigido pelo hindu Kautilya, ministro do rei Candragupta ( a.c.), fundador da dinastia e do primeiro império indiano os Maurya ( a.c.), no século IV antes da nossa era. Este tratado era extremamente original e avançado para a época. Sendo de ciência política é também um tratado de economia: o seu nome correcto era Arthasástra, ou seja tratado ou ciência (sástra) do progresso (artha). Nesta obra, que descreve o estado centralizador e expansionista que era o império Maurya, Kautilya, (mais tarde Machiaval), reflecte sobre a arte de governar e indica ao soberano como aumentar incessantemente o seu reino. Exactamente como Kautilya, o Estado deverá dirigir e controlar tudo. Mestre absoluto da economia, ele governa com o auxílio de um aparelho administrativo muito extenso, desempenhado pelo exército e pela polícia secreta. Para se realizar um rol planificador, o Estado, segundo Kautilya, terá de recorrer aos recenseamentos, à estatística e ao cadastro. Tudo o que for feito terá que ser conhecido: do efectivo da população até o número de elefantes, passando pelas matérias-primas, os produtos fabricados, os preços e os salários. Arthasástra: O Tratado do Progresso Em Arthasástra, Kautilya descreve com muita precisão as tarefas dos revisores nos diferentes escalões territoriais. Em cada estado o revisor deve dividir o país em quatro províncias, recensear e transferir para a escrita o número de aldeias e ordená-las conforme a sua riqueza (ricas, médias e pobres), de modo a melhor contabilizar o trabalho e os produtos que, em grande parte, eram entregues sob a forma de impostos. Por outro lado, com esta orientação pretendia-se, também, fazer um melhor recrutamento de soldados.

18 pág. 17 # Notas sobre a história da estatística O revisor provincial assegurava a escrituração dos registos, nomeadamente das casas e das pessoas que não pagavam os impostos. Por outro lado, estavam também registados o nome das pessoas pertencentes a cada uma das quatro classes (varsa), o número de feitores, de pastores, de comerciantes, de artesãos, de trabalhadores livres ou escravos, o número de animais, e ainda a quantidade de dinheiro, de trabalho, de direitos e coimas. O revisor registava igualmente, em cada família, o número de mulheres e de homens, de crianças, de pessoas idosas, e os seus ofícios, os seus modos de vida, o montante dos seus recursos e das suas despesas. Por sua vez, o governador geral do país mantinha o registo do número de habitantes, o sexo, a casta, o nome de família e o ofício, e também o domicílio, os recursos e as despesas. Assim informado e apetrechado, o Estado, segundo Kautilya, poderia, mais eficazmente executar o seu rol de previsões e de racionalizações O recenseamento em Roma (750 a.c. a 476 d.c.) Localização A ITÁLIA estende-se no centro do mar Mediterrâneo, tendo a Sul e a Oeste duas grandes ilhas: Sicília e Sardehna. Cerca de 80% do território é montanhoso ou colinoso, sendo a maior extensão de terra plana a da planície Padana, atravessada pelo Rio Pó. A cidade de Roma foi fortemente influenciada, em matéria de recenseamentos, no que respeita a conceitos e práticas, pelo pensamento Oriental. No fim do século VI antes de Cristo, os recenseamentos eram feitos de 5 em 5 anos, até ao ano 68 a.c. e, depois de uma interrupção de uma vintena de anos, foram retomados por Augusto sob uma forma decenal. Segundo a tradição, o primeiro recenseamento autorizava a repartição entre as tarefas civis e as militares não por cabeça, mas segundo a fortuna. Os cidadãos romanos eram obrigados a declarar as suas fortunas, o seu nome, o dos seus pais, a idade, o nome da sua esposa assim como o dos seus filhos, a tribo onde residiam e o número de escravos. Caso não fornecessem algumas destas informações poderiam ficar sem os seus bens ou sem os direitos de cidadão. Os censos permitiam não só classificar os cidadãos segundo os seus rendimentos, mas também cobrar impostos sobre os seus rendimentos e determinar a condição social que lhes permitisse ter funções a nível político e militar na cidade.

19 pág. 18 um mundo para conhecer os números # As Estatísticas na Era de Cristo A data do nascimento de Cristo é hoje bastante controversa, pois o governador romano da Síria que incluía a Judeia e a Galileia, por ordem do Senado, teve de fazer um recenseamento para o qual utilizou uma técnica, talvez a mais absurda de todas (Collected Works: obras de J.Tiago de Oliveira, Volume II,1995). A Bíblia conta que São José e a virgem Maria saíram de Nazareth, na Galileia, para Belém, na Judeia, para responder ao Censo ordenado por César Augusto (as pessoas tinham que ser entrevistadas no local de sua origem). Foi enquanto estavam na cidade que Jesus nasceu. Em Portugal está escrito em Diário da República e portanto constitui lei, que os jogos de azar são, pura e simplesmente, jogos de Acaso. O que não significa, portanto, jogos de má sorte O início das Probabilidades 3. Até à Idade Moderna 3.1. As Estatísticas e os Jogos de Azar Os jogos sempre tiveram grande interesse e foram largamente praticados em todas as Civilizações. Eram de tal maneira importantes que, no Olimpo grego, havia uma Deusa encarregada das artes do Acaso, que era a Deusa Thykhe, parente da Deusa da fortuna do Panteão romano, de todos conhecida pela chamada roda da fortuna, que era o seu símbolo (Oliveira, 1995). O termo Acaso, ou mais propriamente o termo Azar não significa aqui má sorte ou má fortuna; a palavra azar vem do árabe e significa exactamente Acaso. O termo azar, usado na expressão jogos de azar não significa má sorte ou má fortuna mas simplesmente Acaso. Como refere J. Tiago de Oliveira, em Jerusalém ainda existe um traçado no chão da prisão em que esteve Cristo, formando um quadrado dividido em nove partes iguais, relativo ao velho jogo do galo. Do mesmo modo os jogos estiveram sempre presentes em quase todas as civilizações, como o mostram vários documentos do tipo arqueológicos ou históricos. Curiosamente, os jogos nunca foram objecto de estudo até à Idade Média. A abordagem matemática do acaso, do azar e do risco só se iniciou há pouco mais de 500 anos. A disciplina que assim foi constituída, a Teoria das Probabilidades, nasceu das tentativas de quantificação dos riscos dos seguros e de avaliar as possibilidades de se ganhar em jogos de azar. Com o término da Idade Média, o crescimento dos centros urbanos levou ao aparecimento do seguro de vida. Foi em torno desses assuntos que surgiram os primeiros estudos matemáticos sobre seguros. Mas, só passados quase 250 anos, com Daniel Bernoulli, é que a matemática dos seguros atingiu um estado suficientemente maduro. Ele retomou um problema clássico

20 pág. 19 # Notas sobre a história da estatística de, a partir de um número determinado de recém nascidos, calcular o número esperado de sobreviventes após n anos. Bernoulli deu também os primeiros passos em direcção a novos tipos de seguros calculando a mortalidade causada pela varíola em pessoas com uma dada idade. Girolano Cardano (1501/1576) foi um matemático notável, vigarista notável, médico notável, probabilista notável, algebrista notável e escreveu um pequeno manual de jogos de azar Liber de Ludo Aleae, que é, talvez o primeiro sobre probabilidades, que analisa jogos e possibilidades. Cardano foi o primeiro a introduzir técnicas combinatórias para calcular a quantidade de possibilidades favoráveis num evento aleatório. Limitou-se a resolver alguns problemas concretos, isto é, problemas com dados estritamente numéricos, mas nunca chegou a produzir nenhum teorema. Podemos considerar Pascal (1623/ 1662) e Fermat (1601/1665) como sendo os fundadores do Cálculo das Probabilidades. Blaise Pascal nasceu em 1623 em Clermont. Filósofo, matemático, físico, teólogo e escritor deu uma grande contribuição para o desenvolvimento do estudo das probabilidades, descobrindo novas propriedades do triângulo aritmético, conhecido entre nós como o Triângulo de Pascal. Técnicas Combinatórias: Técnicas de contagem que nos permitem saber quantos são os resultados possíveis de uma experiência. Não interessa saber quais são os resultados (enumeração directa), mas sim qual o número de resultados. O primeiro grande problema das Probabilidades, que foi proposto pelo Cavaleiro de Méré a Pascal, surgiu na corte dos reis de França onde a nobreza se divertia, entre outras actividades, a jogar. Tratava-se da procura da compreensão de um determinado jogo com três dados de que Méré não conseguia entender os resultados empiricamente observados. Pascal e Fermat, separadamente, encontraram a solução do problema, mas a solução de Pascal era muito específica enquanto que a de Fermat constituiu talvez o primeiro método geral das probabilidades. Naquele problema surgiam duas situações que se punham com a mesma probabilidade mas que diferiam na verificação empírica da análise de frequência. Começa aqui a surgir a ideia da Lei dos Grandes Números e a identificação automática entre probabilidade e frequência num elevado número de provas. Pierre de Fermat, nasceu em 1601 em Beaumont. Conhecido como o Príncipe dos Amadores em Matemática, estudou matemática por vocação, tendo sido, como advogado, conselheiro do Parlamento de Toulouse desde É considerado o criador da teoria dos números e precursor da geometria analítica, cálculo das probabilidades e cálculo diferencial. O seu contributo para o cálculo das probabilidades derivou da correspondência estabelecida com o seu colega Pascal para tentarem resolver os problemas expostos pelo Cavaleiro de Méré.

21 pág. 20 um mundo para conhecer os números # Inicia-se então um período, que termina no princípio do século xx, em que a Estatística é marginalizada e em que o que se desenvolve é o Cálculo das Probabilidades. A LEI DOS GRANDES NÚMEROS, em linguagem simplista diz-nos que a frequência de um acontecimento, numa longa série de experiências, se aproxima, cada vez mais, da probabilidade desse acontecimento, probabilidade que assim surge como uma frequência limite. Ou seja, a Lei dos Grandes Números exprime-se pela ideia de que se a probabilidade de uma face de um dado é 1/6, em 100 experiências sucessivas independentes cerca de 100/6 vezes essa face aparecerá, em 1000 experiências sucessivas independentes cerca de 1000/6 vezes essa face aparecerá, etc A curiosidade do passe-dix A incerteza tem sido, desde há longos tempos, uma preocupação do homem. E foi a arte lúdica dos jogos que, através das probabilidades, construiu os instrumentos e as regras que permitem à Estatística medir a intensidade de incerteza (ou de realização) dos fenómenos. (Oliveira, 1995) Quadro 1 Soma 11 Soma e portanto em número igual (6) o que devia dar frequência igual ou muito aproximada. Todavia é fácil ver que enquanto a forma (6,4,1) se pode dar de 6 modos (pense-se, por exemplo, que os dados são de cores diferentes e que 6,4,1 pode sair com 6 no dado branco, 4 no azul, 1 no verde ou com 6 no azul, 4 no verde e 1 no branco, etc., ao todo de 6 maneiras), já o mesmo não sucede para a forma (4,4,3) que só pode acontecer dos 3 modos em que o 3 sai com um dos três dados e os 4 nos outros dois. Feitas agora as contas com cuidado (o número total de modos está entre parêntesis, a seguir a cada forma) vê-se que 12 só pode acontecer de 25 modos enquanto que 11 pode ser observado de 27 maneiras diferentes. Méré tinha, pois, verificado correctamente que no jogo de passe dix a soma 11 era mais frequente (provável) do que a soma 12, em contradição com o que à primeira vista parecia dever acontecer. O Passe - Dix Na corte de França era comum o jogo do passe dix em que o jogador atira 3 dados simultaneamente e ganha se a soma dos pontos passa de 10, perdendo se a soma for 9 ou inferior. Um inteligente e culto jogador inveterado, o Cavaleiro de Méré, ao tempo de Luís XIV, tinha observado que saía mais vezes a soma 11 do que a soma 12, facto que lhe parecia estranho pois as formas que lhe levavam às somas 11 e 12 são as seguintes: Quadro 2 Soma 11 Soma (6) 6+3+2(6) 5+5+1(3) 5+4+2(6) 5+3+3(3) 4+4+3(3) 6+5+1(6) 6+4+2(6) 6+3+3(3) 5+5+2(3) 5+4+3(6) 4+4+4(1) (27) (25)

22 pág. 21 # Notas sobre a história da estatística 3.3 O desenvolvimento da Estatística É a partir do século XVIII que a Estatística começa a caminhar para a ciência que conhecemos hoje em dia. Nessa altura apareceram duas Escolas, uma na Alemanha e outra em Inglaterra. A Escola Descritiva Alemã, assim como ficou conhecida, afastou-se das ideias que fundamentaram a Estatística Moderna. O representante mais conhecido da Escola Alemã foi Gottfried Achenwall ( ), o qual é considerado por alguns autores o pai da palavra Estatística. Mas, na opinião de Sir Maurice Kendall (Pearson e Kendall, 1820), esta palavra já tinha sido utilizada em Itália, num trabalho do historiador Girolamo Ghilini, em 1589 que se refere a um registo da civile, politica, statistica e militare scienza. Segundo Kendall, a palavra utilizada na Escola Alemã denotava apenas o método utilizado nos estudos dedicados à descrição dos estados políticos e, se alguma informação numérica aparecia nesses registos era somente por acaso ou conveniência. A Escola Inglesa, Escola de Aritméticos Políticos, preocupava-se com o estudo numérico dos fenómenos sociais e políticos. A Escola de Aritméticos Políticos preocupava-se com o estudo numérico dos fenómenos sociais e políticos, enquanto que a Escola Alemã somente fazia a descrição dos estados. Da Escola Inglesa surgiram dois Estatísticos importantes para o desenvolvimento da Estatística Moderna, sendo eles, John Graunt ( ) e William Petty ( ). O trabalho desenvolvido por John Graunt (Seneta e Heyde, 2001) constituiu a base da Estatística Moderna. Graunt estudou a mortalidade da cidade de Londres e as incidências das causas naturais, sociais e políticas nesse fenómeno. Através das Tábuas de Mortalidade realizadas na altura da peste na cidade de Londres, Graunt fez uma análise exaustiva do número de pessoas que morriam de várias doenças e estimou o número de nascimentos de homens e mulheres. Foi a primeira pessoa a fazer observações entre sexos e mostrou que nasciam mais homens que mulheres e que por cada 100 pessoas nascidas, 36 morriam aos 6 anos e 7 sobreviviam até aos 70 anos. John Graunt nasceu em 1620 em Londres. Homem bem conceituado e muito estudioso, ocupou cargos muito importantes na cidade de Londres. Herdou a loja do seu pai e conseguiu por o negócio em grande evolução. Foi Capitão da banda militar e, nos últimos anos, Major. Um dos fundadores da Royal Society, viveu numa época marcada pelo nascimento da ciência moderna. Em 1662, Graunt publicou a sua grande obra Natural and Political Observations on the London Bills of Mortality o qual foi o seu primeiro tratamento estatístico de dados demográficos e a tentativa de aplicar a teoria a problemas reais.

23 um mundo para conhecer os números # pág. 22 Graunt publicou a sua obra Natural and Political Observation Made Upon The Bills of Mortality em 1662, a qual deu um grande impulso à análise quantitativa dos fenómenos sociais e ao desenvolvimento das Estatísticas Demográficas. O trabalho realizado por John Graunt chamou a atenção de Carlos III (Rei de Inglaterra), que propôs a Graunt ser sócio fundador da Royal Society. William Petty trabalhou em conjunto com John Graunt durante três anos e, também ele pode ser considerado como um impulsionador da Estatística Moderna. John Graunt nasceu em 1620 em Londres. Homem bem conceituado e muito estudioso, ocupou cargos muito importantes na cidade de Londres. Herdou a loja do seu pai e conseguiu por o negócio em grande evolução. Foi Capitão da banda militar e nos últimos anos Major. Um dos fundadores da Royal Society, viveu numa época marcada pelo nascimento da ciência moderna. Em 1662, Graunt publicou a sua grande obra Natural and Political Observations on the London Bills of Mortality o qual foi o seu primeiro tratamento estatístico de dados demográficos e a tentativa de aplicar a teoria a problemas reais. Outro dos estudiosos foi Abraham De Moivre ( ) que abriu caminho ao desenvolvimento da geometria analítica e da teoria das probabilidades; publicou em 1718 o célebre Doctrine of Chances sobre a teoria do acaso, onde expôs a definição de independência estatística junto com muitos problemas relacionados com dados e outros jogos, por exemplo a probabilidade de tirar bolas de cores diferentes de uma urna. É atribuído a De Moivre o princípio segundo o qual a probabilidade de um acontecimento composto é o produto das probabilidades das componentes, embora essa ideia já tivesse aparecido em trabalhos anteriores. Também ele se interessou pelas estatísticas demográficas e fundou a teoria das pensões. Inferência Estatística Fase fundamental da análise estatística, durante a qual, conhecidas certas propriedades (obtidas a partir de uma análise descritiva da amostra), expressas por meio de proposições, se imaginam proposições mais gerais, que exprimam a existência de leis (na população). Mas as três grandes figuras da Teoria das Probabilidades foram, na verdade, Jacob Bernoulli, Thomas Bayes e Pierre Simon Laplace. Antes de aparecer a Empresa Geral de Registos em Inglaterra, Petty já tinha proposto uma empresa de Estatística Central. Esta empresa não tinha só como objectivo o registo dos baptismos, casamentos e mortes, mas também as características das casas, o tamanho das famílias, o sexo, a idade, a forma de ocupação e nível de estudos de cada membro da família. Propôs a elaboração de Tábuas de Sobrevivência baseadas em taxas de mortalidade por grupos etários. A ligação das probabilidades com os conhecimentos estatísticos veio dar uma nova dimensão à Estatística. Considera-se uma nova fase, em que se começa a fazer Inferência Estatística. Neste período alguns estudiosos evidenciam-se. É o caso de Christian Huygens ( ) que introduz a noção de valor médio ou esperança matemática, em Jacob Bernoulli ( ) em 1713, de quem é editada posmortem, a Ars Conjectandi, mostra, ao mesmo tempo que Leibniz, uma consciência do que vai ser ou deve ser a ciência Estatística. Uma das grandes contribuições para a Estatística, foi a distribuição de Bernoulli, que consiste em dizer que cada tentativa tem duas possibilidades de ocorrência chamadas: sucesso e insucesso (ex.: no lançamento de uma moeda ou sai cara ou coroa). Esta distribuição foi a base da distribuição binomial.

24 pág. 23 # Notas sobre a história da estatística Todos estes contributos foram extremamente importantes para a Estatística porque começaram a levantar os grandes problemas da Teoria das Probabilidades. Problemas que só foram resolvidos de maneira completa, metódica e sistemática em 1933 por Kolmogorov. Prova de Bernoulli: 1. Considera-se à partida um número fixo, n, de observações, a que é usual chamar provas; 2. As observações são independentes umas das outras; 3. Em cada observação pode-se obter um de dois resultados possíveis a que chamamos sucesso ou insucesso; 4. A probabilidade de sucesso, p, é constante de observação para observação. Posteriormente surge Bayes ( ) que, segundo Tiago de Oliveira, foi o primeiro a lançar claramente o problema fundamental da Estatística: de que maneira, a partir das observações, é possível saber alguma coisa relativamente a um certo universo. Em 1762 Bayes demonstrou o método que ficou conhecido pela Regra de Bayes, a qual consiste na partição do espaço amostral em diversos subconjuntos cujas probabilidades são conhecidas e é representada pela seguinte fórmula: As ideias de Thomas Bayes não foram muito bem aceites pelos cientistas daquela época pois as equações resultantes da Estatística Bayesiana eram por vezes bastante difíceis de resolver. Já no século XX, a partir da década de 90, com o crescente desenvolvimento dos computadores, essas ideias foram recuperadas e são frequentemente aplicadas em estudos estatísticos. Entretanto, surge uma outra figura de grande relevo, Pierre Simon de Laplace ( ), que publicou em 1812 o tratado Teoria Analítica das Probabilidades (Théorie Analytique des Probabilités), constituindo um grande marco da Teoria das Probabilidades. Neste tratado Laplace definiu probabilidade como o número de vezes em que um dado acontecimento pode ocorrer, dividido pelo número total dos casos que podem acontecer, considerando-se que estes têm possibilidades iguais de acontecer. Pierre Simon de Laplace, nasceu em 1749 na Normandia (França). Astrónomo e matemático francês, estudou em Beumont-en-Auge, onde começou a despertar o seu interesse pela matemática. O seu grande contributo para o desenvolvimento da Estatística deve-se à publicação do tratado Teoria Analítica das Probabilidades onde descreveu um cálculo útil para assegurar um grau de credibilidade racional a proposições sobre acontecimentos aleatórios. P P B / A P A i i A / B i P B / A P A j j É notável que tal ciência, que começou nos estudos sobre jogos de azar, tenha alcançado os mais altos níveis do conhecimento humano. Laplace

25 um mundo para conhecer os números # pág. 24 Outro matemático que deu um grande contributo para o desenvolvimento da Estatística foi o Príncipe dos Matemáticos, Carl Friedrich Gauss ( ). Forneceu o ponto de partida para algumas das principais áreas de pesquisa da matemática moderna; formulou a chamada lei de Gauss, que trata da distribuição de certos valores ao longo de uma curva em forma de sino (contribuição extremamente valiosa no campo da Estatística). Tiago de Oliveira (1995), refere que a Estatística está por vezes reduzida, como sucede nos países menos desenvolvidos, a uma contabilidade dos factos, a uma listagem de acontecimentos, como por exemplo, sobre o número de indivíduos que morreram com a doença A ou B, sem a análise das causas desses factos. O primeiro a abordar o problema com bastante clareza e a defender a criação de um serviço autónomo de Estatística, foi o belga Adolph Quételet ( ) que em 1846 propôs a organização de censos e preparou a organização do grande serviço belga de Estatística. Quételet generalizou o uso da distribuição normal além da sua aplicação para a análise de erros e, em particular, a aplicação da distribuição normal para o estudo das características humanas, tais como altura e peso. Quételet melhorou os métodos para a recolha de dados e trabalhou na análise estatística de dados que envolvem crime, mortalidade, geofísica e astronomia, organizou a primeira conferência de estatística em 1853 e escreveu Sur l homme et le développement de ses facultés, essai d une physique sociale, publicado nesse ano. todas as ciências de observação, no princípio, passaram pelas mesmas fases; foram artes, porque elas se limitavam a agrupar duma maneira mais ou menos feliz colecções de factos pertencendo a uma mesma ordem de coisas; e foi pela comparação e estudo destes factos que foram elevadas de seguida, à posição em que as vemos hoje. Porquê mostrar-se mais exigente para com a Estatística? Adolph Quételet Exemplo de uma Curva de Gauss f( ) ( - ) A distribuição normal é uma aproximação à distribuição de valores de uma característica. A forma exacta da distribuição depende da média e do desvio padrão da distribuição. Duas figuras igualmente importantes para o desenvolvimento da estatística foram: Siméon Denis Poisson ( ), que em 1810 descobriu a forma limitada da distribuição binomial que posteriormente recebeu o seu nome; e Marquês de Condorcet ( ), que é o primeiro a fazer a aplicação destas «artes mágicas do Acaso» aos problemas de carácter social e a analisar metodicamente o problema das votações. e ( (

26 pág. 25 # Notas sobre a história da estatística 4.2. A Estatística no Estudo da Hereditariedade Humana Estes dois homens foram os primeiros a preocuparem-se com as aplicações sociais da estatística. A partir da segunda década do século XIX, dá-se uma explosão no desenvolvimento da estatística moderna, tendo como principal responsável, Ronald A. Fisher, conhecido entre nós como o pai da estatística moderna. Quanto a este célebre matemático, vamos conhecê-lo no capítulo seguinte. Na área da hereditariedade pode afirmar-se que os pais da Inferência Estatística, foram J. Neyman e Karl Pearson. Embora os estudos estivessem associados a questões relacionadas com a Biologia e a Genética, os métodos que criaram, tais como a hipótese nula e nível de significância, fazem hoje parte da rotina diária de todo o estatístico e cientista que precisa da Estatística. Francis Galton 4. A Estatística nos dias de hoje 4.1. Introdução Francis Galton, um dos grandes fundadores da ciência moderna e da ciência humana, em particular no século XIX, foi o fundador da antropologia, do estudo da natureza humana e de suas origens, autor de muito do estudo da meteorologia (descobriu e introduziu o termo anticiclone) e instituiu o começo do estudo da genética. É na segunda metade do século XIX, que se dá a viragem da Estatística Descritiva ou Gráfica para o estudo metodológico, a qual se iniciou a partir do Primeiro Congresso de Estatística que teve lugar em Bruxelas, em 1853 (Oliveira, 1995). Até aqui, a Estatística era vista somente como uma mera compilação de dados, a sua disposição em tabelas, uns tantos cálculos de médias e outras estatísticas simples e pouco mais. A decisão Estatística era, tantas vezes, feita de um modo intuitivo, vendo se o valor calculado a partir da amostra estava próximo ou distante daquele que teoricamente se esperava. É nesta altura que surgem novos nomes importantes para o desenvolvimento da Estatística, sendo eles Galton, Karl Pearson, Student, Lexis e Von Bortkiewicz. Estes matemáticos, abrem caminho para Fisher, Neyman e Wald, lançarem os fundamentos da Estatística Moderna, a procura dos métodos óptimos da inferência, o estudo do comportamento indutivo, rigorizando a comparação indutiva e vaga. Fundador do termo Eugenia e activamente envolvido na sua prática, a qual propunha o melhoramento genético da espécie humana, Francis Galton, acreditava que as características físicas e mentais dos seres humanos seriam devidas à hereditariedade. Idealizou instrumentos para medir a capacidade sensitiva, a memória e a imaginação. Publicou, em 1865, um livro Hereditary Talent and Genius onde defende a ideia de que a inteligência é predominantemente herdada e não fruto de acção ambiental. A ambição principal de Galton era provar como é que o carácter e os talentos foram transmitidos pela reprodução através de sucessivas gerações. Instalou o seu laboratório em Londres, onde os visitantes podiam fazer-se examinar desfilando perante os seus instrumentos. A altura, o peso, a envergadura do palmo, a capacidade respiratória, a força, etc., eram medidos no laboratório